TW548512B - Levenson phase shift mask and method for forming fine pattern by using the same - Google Patents

Description

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、【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種垄令A^ ^ . y ^ ^ ^ . 字文森相位移光罩，用於丰道触山 產及類似的領域中之精細，以&利 +導體生 罩以形成精細圖案之方法。 t位移光 稱為李文森光罩。 文中#文森相位移光罩簡 二、【先前技術】 近來，李文森光罩已經普遍作為適合超精細製 罩。圖7A S7D顯不習知的李文森光罩及利用此李 以形成精細圖案之方法之平面圖。下文中，將參照此等圖 不說明習知的李文森光罩及利用此光罩之方法。在本申請 案之圖示中，電路圖案、光阻圖案、與遮光部係以斜線來 顯示’偏移部係點來顯示、且非偏移部係以空白來顯示。 圖7B所示的習知的李文森光罩8〇具有遮光部811至814 分別夾在偏移部8 2 1至8 2 3與非偏移部8 31至8 3 3間之圖案。 透射過偏移部821至823之光與透射過非偏移部831至833之 光具有相反的相位。據此，此等光線在遮光部8 11至81 4之 背面相互干涉，藉以增強遮光部811至81 4之製造精確度。 圖7A顯示電晶體之閘極之電路圖案（設計圖案）84之平 面圖。圖7C顯示用於修整之通常光罩85之平面圖。圖7D顯 示在曝光與顯影後之光阻圖案86之平面圖。下文中，將說 明利用李文森光罩8 0以形成精細圖案之方法。 首先，利用李文森光罩80曝光相同的光阻膜（未圖示） 以形成最精細的圖案，亦即閘極圖案，然後利用通常光罩

第5頁 548512 五、發明說明（2) 8 5曝光以形成伴隨著閘極的直 光阻膜，產生光阻膜中之瞧^ ^案。繼而顯影已曝光的 造精t 森光罩80因光學近接效應而具有製 仏精確度不良之缺點。光學 巧 地跟隨遮光部811至814尺3=才曰=圖案86無法精確 811至814的偏移部821至82寸3:=::決於夾住遮光部 舉例而言，光阻圖案86中對；= 多：831至83 3之圖案。 偏移邻μ W 對應遮光部812的寬度87因非 偏移相2之開σ寬度88而有意義地寬於所設計的尺寸。 三、【發明内容】 最小化光風^ 之一目的在於提供—種李文森光<罩，可 圖案之方Ϊ。 以及利用此李文森光罩以形成精細 依據本發明之李文森相 遮光部爽在—偏移部與 -圖案’其中- 非偏移部係形成為具有τ邛：：、中該偏移部與該 形狀。舉例而古，定n以最小化光學近接效應之預定的 該線性遮光部:縱方ΐ為該偏移部與該非偏移部之垂直於 學近接效應之予貝、定的=寬度的開。寬度係用以最小化光 膜上的部分之—二Jf。除τ整體圖案將形成於一光阻 最小化光學近接效庳ϋ以外，該複數個開口寬度係用以 同的圖案之李文森預定的寬度。亦且，複數個具有不 -種精細圖ί之^光罩用於多重曝光。 森相位移光罩，包含2方法’ μ用複數個本發明之李文 3下列步驟：利用該複數個李文森相位

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列步驟 曝光同 曝光該 閘極且 換 常光罩 森光罩 割於二 與一通 近接效 :利用 一個光 光阻獏 該遮光 言之， 進行曝 用於形 個李文 常光罩 應。 個依序曝光同一個光阻膜。再者，包含下 μ複數個李文森相位移光罩中之每一個依序 阻膜’以及利用一用以修整之通常光罩最後 。更且’該光阻膜係用以形成一電晶體之一 #係對應於一閘極部。 本發明係一種利用複數個李文森光罩與一通 光而形成一裝置圖案之方法，其中二個李文 成=精細圖案。具體而言，該精細圖案係分 森光罩上且總共三個光罩（二個李文森光罩 )用於該裝置圖案之曝光，藉以最小化光學 s:4細圖案形成於單一李文森光罩上時，該光罩圖 ^二之工間寬度將視該裝置圖案之配置而決定。既然李文 光罩所造成的光阻圖案之寬度取決於該光罩圖案間之空 間寬f而有大變化（由於光學近接效應），故習知的技術無 法以同尺寸精確度形成裝置圖案。另一方面，依據本發 明，光罩圖案係分割於二個李文森光罩上，使得可對該複· 數個李文森光罩中之每一個加以考量而確定該複數個空間 寬度，因此可控制該尺寸。結果，光學近接效應可最小 化，藉以增強該裝置圖案之尺寸控制。 看 四、【實施方式】 圖1A至1 E顯示依據本發明之李文森光罩之第一實施例 及利用此李文森光罩以形成精細圖案之方法之平面圖。下

第7頁 548512 五、發明說明（4) 文中’將參照此等圖示說明第一實施例。 圖1B與1C所示的依據本實施例之李文森光罩與2〇分 f具有遮光部11 1至丨丨4分別夾在偏移部丨21至丨2 3與非偏移 3 1至1 3 4間之圖案。偏移部1 2 1至1 2 3與非偏移部1 3 1至 1 34形成為具有預定的形狀，以最小化光學近接效應。 具體而言’定義成偏移部121至123與非偏移部131至 134之垂直於線性遮光部1U至114之縱方向之寬度的開口 寬度1 4 1至1 4 7係用以最小化光學近接效應之預定的寬度。 李文森光罩10與2〇具有不同的圖案且用於多重曝光。 圖1A顯示電晶體之閘極之電路圖案（設計圖案）丨5之平 面圖。圖1D顯示用以修整之通常光罩16之平面圖。圖1£：顯 示在曝光與顯影後之光阻圖案17之平面圖。下文中，將說 明利用李文森光罩1 〇與2 〇以形成精細圖案之方法。 首先’利用李文森光罩10曝光相同的光阻膜（未圖示） 以形成最精細的圖案之一部分，亦即閘極之一部分，然後 利用李文森光罩2 0以形成最精細的圖案之剩餘部份，亦即 閘極之剩餘部份。最後，利用通常光罩丨6使膜曝光以形成 伴隨閘極的其他圖案。繼而顯影已曝光的光阻膜，產生光 阻膜中之曝光部被移除的光阻圖案丨7。 習知上，李文森光罩10與20之圖案形成於單一李文森 光罩上。結果，當非偏移部1 3 2與1 3 3傾向於聯合在一起 時’其開口寬度變得更寬。因而，遮光部112之製造精嫁 度由於光學近接效應而變差。另一方面，依據本實施例， 非偏移部1 3 2設於李文森光罩1 〇上，而非偏移部1 3 3設於李

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五、發明說明（5) 文森光罩20上，使得開口寬度141至147皆可具有預定的寬 度，不受光學近接效應之影響。結果，光阻圖案丨7之對應 於遮光部111至1 1 4之寬度1 8 1至1 84跟隨所設計的尺寸，^ 受開口寬度141至147之影響。 圖2顯示用以設計李文森光罩1〇與2〇以及通常光罩16 之方法之流程圖。下文中，將參照圖1與2說明此方法。此 處所使用的詞「空間」係指電路圖案之線條間的部分，亦 即’線條以外之部分。 首先，既然電路圖案1 5之閘極部具有最精細的圖案， 故選擇其作為用於李文森光罩之資料（步驟1〇1，1〇2)。選 擇閘極以外之圖案作為用於通常光罩1 6之修整通常光罩資 料111(步驟101 ’103)。具有最窄空間的李文森光罩資料 之圖案作為用於李文森光罩10之閘極李文森光罩資料1(步 驟1 0 4，1 〇 5 )。具有比最窄空間寬的空間之圖案作為閘極 李文森光罩資料I I，分割於李文森光罩10與20上（步驟 104 ， 106)。 圖3A至3D顯示依據本發明之李文森光罩之第二實施例 之平面圖。下文中，將參照此等圖示說明此實施例。 圖3B與3C所分別顯示的本實施例之李文森光罩30與40 具有遮光部3 11至3 14分別夾在偏移部321至323與非偏移部 331至3 34間之圖案。偏移部321至32 3與非偏移部33卜至 3 34形成為具有預定的形狀，以最小化光學近接效應。具 體而言，定義成偏移部321至323與非偏移部331至3 34之垂 直於線性遮光部31 1至314之長度方向上之寬度的開口寬度

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近接效應之預定的寬 有不同的圖案且用於 度（0· 15 多重曝 341至3 47係用以最小化光學 //m)。李文森光罩3〇與4〇具 光0 a ®圖不電晶體之閘極之電路圖案（設計圖宰）35之平 面圖。圖3D顯示用以修整 案）35之千 中，由實後戶斤勺^ Γ *光罩之平面圖。在， :由貫線所包圍的部分代表李文森光罩資料37 :二3的部分代表通常光罩資料38。 ： 別為〇.15 具有最窄： 汁二3 39之圖案形成於李文森光罩3〇上，而具有最 ，間39以外的空間之圖案分離地形成於李文森光糊^ 、，圖4A至4D顯示依據本發明之李文森光罩之第三實施例 之平面圖。下文中，將參照此等圖示說明此實施例。 圖4B與4C所分別顯示的本實施例之李文森光罩與6〇 具有遮光部5 11至5 14分別夾在偏移部521至523與非偏移部 531至5 34間之圖案。偏移部mi至52 3與非偏移部53ι至534 形成為具有預定的形狀，以最小化光學近接效應。具體而 言’開口寬度541，543至54 7係用以最小化光學近接效應 之預定的寬度（0 · 2 μ m )。然而，開口寬度5 4 2係0 · 1 5 // m’不同於其他寬度（0.2 //m)，既然其整體圖案形成於光 阻膜（未圖示）上。李文森光罩50與6〇具有不同的圖案且用 於多重曝光。

圖4 A顯示電晶體之閘極之電路圖案（設計圖案）5 5之平 面圖。圖4D顯示用以修整之通常光罩56之平面圖。在圖4A

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發明說明（7) ’由實線所包圍的部公#本本士未， tb 線所包圍的部分代表通常：光罩f料57，*由虛 與閘極寬度61分別為〇 15 : 。最窄的設計空間59 ^之圖案形成於李 6q㈣以外的空間之圖案分離地形成於李文4=5乍^十 [例子] 圖5係用以比較習4〇 么丨v fc , f ^ ^ ^, ^ T?t 1 f" 較。 又〒將參照此圖表說明此比 圖5顯示光阻圖牵$ % w 即綠條以外之八高撤界寸據線條間之空間，亦 〇. 1 y、 @ 77良化之測量結果。設計線寬度係設為

// m ’而空間係繆勤於^ I 知的例子使用單—李文森、光星』：m f·0心間。習 偏移部或者偏移部。例J广中：有/間係用作為非 偏移部或偏移部(開口寬人使用。第一李文森光罩，其中非 的飧砍由々 ^ 1寬度W = 〇· 15 //m)設於失住一空間 条中之一線條的兩側，以及第二李文森光罩，其中非 偏(開口寬度w = 0.15 設於夾住-空間 溪，i =括一線條的兩側。例子2使用第一李文森光 ^ /中非偏移部或偏移部（開口寬度W = 〇 · 2 設於 ί:=線條中之一線條的兩側，以及第二李文森光 、 扁移部或偏移部（開口寬度w = 0. 2以m)設於 炎住：空間的線條中之另—線條的兩側。 從圖5可知，由於光學近接效應造成0.04 //m的最大

第11頁 548512 五、發明說明（8) 偏移7 0於習知的例子之光阻圖案中。另一方面， 與2中光學近接效應被最小化。尤其在例子丨中，1 ίί;具有〇.01 的微小偏移71。因此，藉由適當地ί 制，發明之李文森光罩之開口寬度，尺寸偏移可最小化2 〇.〇l//m或更少。 主 子（圖=ί6 B係用以比較習知的例子（圖6 A)與本發明之例 二:光強度分布之圖表。下文中，將參照㈣ T細顯示穿過光罩圖案之光強度如何依據光 案上方之距離而變化之模擬結果。x軸代表光阻圖 之距離，以0為中心。波形之波谷對應於光罩圖案 且波形之波峰對應於光罩圖案之空間。習知的例子使 = (圖6A卜本發明之例子使用具有不同光罩： 案之第一與第二李文森光罩（圖6B)。 參照圖6 B，波形之波谷之寬度比圖6A所示之 子更窄且更陡。因此，依據本發明之例子，甚至告、列 份重疊時亦可成功地曝（，相較於習知的例子而：二： 非常高的尺寸均勻性。 口遂成 _ 藉著本發明之李文森光罩，偏移部與非偏移部形 具ί:定的形狀，不受光學近接效應所影響，#以増2 阻：案之尺寸精確度。依據本發明之用以形成精細圖2 方法利用本發明之李文森光罩以消除光學近接效應。因 此，可形成跟隨李文森光罩圖案之尺寸的光阻圖案， 增強精細製造之精確度。 八藉以 第12頁 548512

換言之，既；、、、、先予近接效應可藉由本發明最小化，故 改良裝置圖案之尺寸控制，因此改良裝置特徵。依據習知 的技術，僅使用單一李文森光罩，要求李文森光罩之開口 ^度按照電路圖案之線條間之空間而變化。結果，光阻圖 二的二1:確，因光學近接效應而變差。依據本發明，習 論線鉻μ 文沐光罩由複數個李文森光罩所取代’使得無 1禾間之（A? pq , ... 寬度。摅 二間如何’李文森光罩之開口寬度皆為預定的 此’可增強光阻圖案之尺寸精確度。 548512 圖式簡單說明 圖1 A至1 E顯示本發明之李文森光罩之第一實施例及利 用此李文森光單以形成精細圖案之方法之平面圖，其中圖 1A顯示電路圖案、圖1B顯示第一李文森光罩、圖lc顯示第 二李文森光罩、圖1D顯示通常光罩、且圖ιέ顯示光阻圖 案； 圖2顯不用以$又计圖1B至1D所不的李文森光罩鱼通常 光罩之方法之流程圖； 圖3A至3D顯示本發明之李文森光罩之第二實施例之平 面圖，其中圖3A顯示電路圖案、圖3B顯示第一李文森光 罩、圖3C顯示第二李文森光罩、且圖3D顯示通常光罩； 圖4A至4D顯示本發明之李文森光罩之第三實施例之平 面圖’其中圖4A顯示電路圖案、圖u顯示第一李文森光 罩、圖4C顯示第二李文森光罩、且圖4D顯示通常光罩； 圖5係用以比較習知例子與本發明之例子中之 接效應之圖表； 圖6A與6B係用以比較習知例子（圖6A)與本發明之例子 (圖6B)中光強度分布之圖表；以及 入 够知的李又

圖7A至7D顯示習知的李文森光罩及利用=圖#顯系電 森光罩以形成精細圖案之方法之平面圖，其，單、真圖 路圖案、圖7B顯示李文森光罩、圖7C顯系通常、 7D顯示光阻圖案。 元件符號說明：

第14頁 548512 圖式簡單說明 15， 35， 55， 84 電路圖案 16， 36， 56， 85 通常光罩 17, 86 光阻圖案 37，57 李文森光罩資料 38，58 通常光罩資料 39, 59 設計空間 41, 61 閘極寬度 7 0 最大偏移 71 微小偏移 87 遮光部的寬度 88 非偏移部之開口寬度 111 至1 14，311 至314，511 至514 121 至 123，321 至3 23，521 至523 131 至 134，331 至3 34，531 至534 141 至147， 341 至347， 541 至547 181至184 遮光部之寬度 811 至814 821 至823 831 至833 開口寬度 遮光部 偏移部 非偏移部

Claims (1)

1. 548512 六、申請專利範圍 種李文森；. 夾在-偏移部與—位ϋ罩/包含一圖案，其中-遮光部 移部係形成為且有 °ρ間’ i其中該偏移部與該非偏 狀。 ^有用以最小化光學近接效應之預定的形 . 種李文森相位移光罩，包含一圖索，复士 光部夾在一偏 9案"中一線性遮 抑Λ 雨移口Ρ與一非偏移部間；且其中定i ^ :與該非偏移部之垂首於#妗# &丄具T疋義為该偏移 複數個開口寬声該線性遮光部之縱方向之寬度的 度。 χ度係用以最小化光學近接效應之預定的寬 3赴如申請專利範圍第2項之李文森相位移光 體圖案將形成於一光阻膜上的一區域之一開口寬度：了 的寬:複數個開口寬度係用以最小化光學近接效應:預定 4又如申請專利範圍第2項之李文森相 不同的圖案之複數個李文森相位移光罩使用：多有 t如申請專利範圍第3項之李文森相位移光罩，其中且有 不同的圖案之複數個李文森相位移光罩使有 ^ 一種精細圖案之形成方法，利用複數個如申請專利 圍第4項之李文森相位移光罩，包含下列步驟：

   IH 第16頁 548512

   ” 利用該複數個李文森相位移光罩中夕— $上 同一個光卩旦膜之步驟。 中之母一個依序曝光 々、申請專利範園 7 一種精細圖案之形成方法，利田$机， 園第5項之李文森相位移光罩，；申請專利範 利用該複數個李文森相位移 ^驟. 同一個光阻膜之步驟。 罩中之母—個依序曝光 8. 一種精細圖案之形成方法’利用递+ 圍第4項之李文森相位移光罩」如申請專利範 利用該複數個李文森相位ϋΥ驟： 同一個光阻膜之步驟；以及 罩中之母一個依序曝光 最後，利用一用以修整之通當伞 I逋书先罩曝光該光阻膜之步驟。 9· 一種精細圖案之形成方法，利田…虹加 ^ 圍第5項之李文森相位移光罩， 禝數個如申請專利範 ▽〜早’包含： 利用該複數個李文森相位移 同一個光阻膜之步驟；以及移先罩中之母一個依序曝光 最後’利用一用以修整之g a 驟。 、吊光罩曝光該光阻膜之步 10.如申請專利範圍第6項之_ ^ 該光阻膜係用於形成一電晶體H圖案之形成方法其中 應於一閘極部。 閘極，且該遮光部係對

   $ 17頁 六、申請專利範圍 >:如申請專利範圍第7 4光阻膜係用於形成—精細圖案之形成方法， 應於一閘極部。 曰曰體之一閘極，且該遮光邱^中 12.如申請專利範圍第8項 該光阻膜係用於形成一、曰精細圖案之形成方法，发 應於一閘極部。 曰曰體之一閘極，且該遮光部係璧士 13·如申請專利範圍第9

   該光阻膜係用於形成一之精細圖案之形成方法，复 應於一閘極部。 、曰曰體之一閘極，且該遮光部係對

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